——以新疆准东煤田红沙泉北露天煤矿为例
郑水林
中煤科工集团武汉设计研究院有限公司新疆分公司 新疆 乌鲁木齐 830091
摘要：煤炭是重要的能源，近些年随着新疆煤炭开采加大，煤矿区水土流失问题也日益突出， 本文结合西北干旱区自然环境特点以及露天煤矿建设项目水土流失特征，针对性的提出水土保持措施，以期为同类开发建设项目的水土流失防治提供参考。
关键词：西北干旱区；煤矿；水土流失；水土保持
前言
准东煤田是新疆煤炭能源基地的重要组成部分，近几年随着准东煤田各大露天煤矿项目的启动，造成对水土资源的扰动强度加剧，引发了越来越严重的水土流失问题，在此背景下，对露天煤矿建设生产过程中的水土流失进行科学合理的防治，具有重要的科学意义和现实意义。本文以新疆准东煤田红沙泉北露天煤矿为例，结合项目区自然环境特点以及露天煤矿建设水土流失特征，对西北干旱区露天煤矿水土流失防治措施进行探讨。
1项目区概况
红沙泉北露天煤矿位于准东煤田西黑山矿区，矿区地处准噶尔盆地东南缘，地势为较平坦的戈壁；项目区属大陆干旱荒漠气候区，年降水量192mm左右，矿区以西北风为主，风力一般4～5级，经常有7～8级大风；项目区冻土最大深度为1.2米；项目区土壤以灰棕漠土为主，地表常有黑褐色的砾幕；矿区植被属于新疆荒漠植被区。项目区属于“天山北坡国家级水土流失重点预防区”，土壤侵蚀类型区为以风力侵蚀为主的“三北”戈壁沙漠及沙地风沙区，属于强度风蚀区。
2工程建设新增水土流失成因分析
2.1自然因素
矿区项目建设造成水土流失的自然因素主要为侵蚀外营力，侵蚀外营力主要包括风力、水力和重力三种。
2.2人为因素
根据露天煤矿工程的建设特点，由于人为施工建设活动主要从以下几方面促使形成新增水土流失：
2.2.1矿区大规模的采、运、排，使得具有水土保持功能的地表结皮和砂砾层严重损坏，地表裸露，使其覆盖保护作用丧失殆尽；施工活动、施工机械的碾压和人员往来等损坏了临时施工场地区的地表结皮。
2.2.2由于露天煤矿的建设，大量的松散表土发生运移和重新堆积，结皮层被损坏，土体原结构被破坏，土壤水分大量散失，土体的机械组成混杂不一，丧失了原地表土壤的抗蚀力。
2.2.3地形、地貌的变化
1）露天煤矿建设如采掘场的剥离、建（构）筑物基础开挖与道路路基开挖、堆垫等形成表土疏松裸露、坡度较大的人工堆垫坡面和陡立的挖方边坡，增加了发生水蚀和重力侵蚀的可能。
2）随着采矿排土，在内、外排土场逐渐形成了占地面积较大，高度较高的人工堆垫塔丘状地貌。排土场排弃物为泥岩和土沙，物料质地不均匀、松散，各区段排弃高度不尽相同，导致受力不均匀，因而可在平台形成沉陷、裂缝；排土场超渗产流，可形成平台面蚀、坡面沟蚀，在排水不畅的情况下，在平台低洼处积水，形成陷穴[1]。
3新增水土流失类型及分布
本露天矿建设区主要包括采掘场、外排土场、工业场地、道路、输电线路、给排水工程，由于施工扰动不同，水土流失类型也不同，采掘场为风、水侵蚀及重力侵蚀，排土场及供排水管线施工区为风水复合侵蚀；其它建设区以风力侵蚀为主。
3.1外排土场风、水复合侵蚀区
外排土场平台在秋冬、春季主要以风蚀为主，在夏季还易遭受水蚀，以击溅、层次面蚀和沉陷侵蚀为主；排土场边坡主要以沟蚀和重力侵蚀为主并间有风蚀，易发生泻溜与土砂流泻、坡面泥石流、崩塌和滑坡等。
平台区主要侵蚀形势为降雨时形成的水力侵蚀以及不同排弃物接触面沉降形成的裂缝和陷穴侵蚀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆排土场边坡不仅受到坡面降雨形成径流的侵蚀，还会受到平台汇流冲刷，面蚀、沟蚀、风蚀、重力侵蚀同时存在[1]。边坡坡脚区由于平台、边坡逐年侵蚀而堆积在坡脚的冲刷物埋压了一定面积的原始地表，使得地表被弃渣覆盖。
3.2采掘场（包括内排土场）风、水侵蚀及重力侵蚀区
1）采掘场：当采掘场剥离上覆地层过程中，形成面积较大的松散裸露面。进入运行阶段后，则形成低于周边原地貌几米至几十米的巨大采坑。面蚀、沟蚀和重力侵蚀主要发生在采掘场边坡和工作平台上，以内部搬移和沉积为主，其水土流失主要存在于内部。采掘场由于低于原地面，经常处于逆温和内部环流状态，以扬尘为主，风蚀比原地面要小[1]。
2）内排土场：内排土场是采坑回填后形成的，外排土场水土流失形式在内排土场都可能发生，但侵蚀程度及对周边的危害都较外排土场要小，只对生产产生不利影响。
3.3工业场地以风蚀和扬尘为主
各工业场地所处地段地势较为平坦，原地貌以强度风力侵蚀为主。施工期由于平整场地、建筑挖方和临时堆土，会造成严重的水土流失。基建工程结束后，以建筑物、设备及材料占压土地和硬化为主，在原煤的储存、运输、装卸车以及机械设备的维修等过程中主要造成扬尘和风蚀。
3.4矿内道路、输电线路和供排水管线区风、水复合侵蚀区
道路路基修筑、供排水管线开挖、输电线路、电杆开挖施工在风、雨季，同时由于项目区风大，在此时段形成风、水复合侵蚀[2]。
4水土保持措施体系构建
根据露天煤矿各建设区施工扰动特点，以采掘场、外排土场、工业场地、场外道路等具有代表性的建设区为例探讨水土保持措施。
4.1采掘场防治区
采掘剥离前预先剥离原始表土并运往外排土场平覆，对采掘场非推进面最上部迎主风向台阶的剥离边坡采取洒水结皮措施。在采掘场周边布设防洪排涝系统（修筑截排水沟、防洪渠等），对防洪渠开挖堆土区采取平整、清理和撒播草籽、密目网苫盖措施，对采掘场排水管线区采取洒水促进结皮措施。
4.2外排土场防治区
在排土前预先在排弃边界修筑拦渣堤，在来水面边界外设置防洪渠，内部平台修筑边沿挡土埂，同时，排弃过程中将露天矿土质剥离物置于上层，将剥离层顶部的第四系层和腐植土排弃在排土场表层，排土场达到设计排弃标高后在外排土场内部布设排水系统，对平台内部和边坡采取平整、清理和洒水结皮措施。
4.3工业场地防治区
施工过程中采取洒水降尘措施、临时堆土的密目网苫盖和洒水结皮措施，根据场外汇水情况在场外布置截排水沟等措施。。施工结束后在工业场地场内采取绿化措施，绿化区采取覆土、灌溉以及后期抚育管理措施，场内不宜绿化区空地采取砾石压盖措施，场外临时占地区采取平整、清理、撒播草籽、密目网苫盖和洒水结皮措施。
4.4场外道路防治区
施工过程中采取洒水降尘措施，对道路临时堆土采取密目网苫盖防护[3]，在道路路旁根据来水和汇水情况布置路旁排水沟。施工结束后在道路路旁实施绿化措施（配套建设灌溉系统，后期实施幼林抚育措施），路基边坡采取砾石压盖、施工临时占地区采取洒水结皮措施，运行过程中采取洒水降尘措施。
结语
鉴于西北干旱区降雨量小、土壤盐碱化严重的特点，水土流失防治过程中应以工程措施为主，植物措施应选用乡土树种为宜，同时应配套做好后期抚育管理工作。
参考文献
[1]拓俊绒，许小梅，闵惠娟，荆亚翡.煤矿建设工程水土保持监测探讨[J].人民黄河，2012，34(02):87-88+92.
[2]李立新，陈英智，屈远强.清河项目区水土流失综合防治模式[J].现代农业科技，2012(14):241-242.
[3]李春凤，吴利东.浅谈水土流失预测及其水土流失防治[J].内蒙古水利，2013(03):88-89.
论文作者:郑水林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/29
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